Simulado de Física V

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Simulado de Física
1 – (ITA – SP) Dois capacitores, C1 carregado com carga Q e C2 descarregado,
são ligados em paralelo, como mostra a figura. Depois de estabelecido o
equilíbrio, as cargas respectivas de C1 e C2 serão:
2 - (Fuvest-SP) O campo elétrico no interior de um capacitor de placas paralelas é
uniforme, dado pela formula E  U , onde U é a diferença de potencial entre as
D
placas e D a distância entre elas. A figura representa uma gota de óleo, de massa
M e carga positiva Q, entre as placas horizontais do capacitor no vácuo. A gota
encontra-se em equilíbrio sob ação das forças gravitacionais e elétrica.
a) Determine a relação entre U, D, M, Q e g (aceleração da gravidade)
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b) Reduzindo a distância entre as placas para D/3 e aplicando uma diferença de
potencial U1, verifica-se que a gota adquire uma aceleração para cima, de
módulo igual ao da aceleração da gravidade g. Qual a razão U ?
1
U
3 – (Fuvest – SP) Um capacitor é formado por duas placas paralelas, separadas
10 mm entre si. Considere as placas do capacitor perpendiculares ao plano do
papel. Na figura são mostradas as intersecções das placas P 1 e P2 e de algumas
superfícies eqüipotenciais com o plano do papel. Ao longo do eixo médio AA’, o
campo elétrico é uniforme entre as placas e seu valor é E = 10 5 V/m. As
superfícies eqüipotenciais indicadas estão igualmente espaçadas de 1 mm ao
longo do eixo. Uma carga q = 10-14 C é levada do ponto O ao ponto P, indicados
na figura.
Qual é o trabalho realizado da força elétrica?
4 – (ITA – SP) Uma pequena esfera metálica de massa m está suspensa por um
fio fino, de massa desprezível, entre as placas de um grande capacitor plano, com
mostra a figura abaixo. Na ausência de qualquer carga, tanto no capacitor quanto
na esfera, o período de oscilação da esfera é T = 0,628 s. Logo em seguida, uma
carga +e é colocada sobre a esfera e a placa superior do capacitor é carregada
positivamente. Nessas novas condições, o período de oscilação da esfera torna-se
T = 0,314 s. Qual é a força que o campo elétrico do capacitor exerce sobre a
esfera?
5 – (MACK – SP) No circuito, temos C1 = 3,0 F, C2 = 4,0 F, C3 = 6,0 F e C4 =
1,0 F. Determinar o ddp entre os pontos X e Y.
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6 – (ITA - SP) Numa experiência de laboratório, elétrons são emitidos por um
filamento metálico F, com velocidade inicial praticamente nula, e são acelerados
através da região I por uma diferença de potencial U1 de 25  103 V, aplicada entre
F e a placa perfurada P. Eles emergem do furo da placa com velocidade horizontal
e penetram na região II, onde são obrigados a atravessar o campo elétrico
uniforme de um condensador, cujas placas têm comprimento  = 5,0 cm e estão
separadas por uma distância d = 0,50 cm, conforme a figura. Qual é o máximo
valor da ddp U2 entre as placas do condensador que ainda permite que algum
elétron atinja a região III, onde não há campo elétrico?
7 – Calcule a energia elétrica armazenada num capacitor de placas planas e
paralelas, que apresentam densidade superficial de carga uniforme e de valor σ,
sabendo que o volume limitado pelas armaduras é V. Admita que entre as placas
existe ar (ou vácuo), cuja permissividade absoluta é є0 .
8 – Na figura a seguir, temos um capacitor esférico. A armadura interna A foi
eletrizada com uma carga positiva Q. A armadura externa B, por sua vez, foi
ligada à Terra. Na região entre as armaduras, existe um dielétrico de
permissividade absoluta є. Sendo RA e RB os raios de curvatura das armaduras A
e B, prove que a capacitância desse capacitor é dada por:
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9 – Na figura temos uma balança de braços iguais, em equilíbrio, sustentando uma
placa metálica retangular P num dos pratos. Uma outra placa Q, idêntica à
primeira, é mantida fixa na posição indicada.
Sendo ε a permissividade do ar entre as placas e A área de cada face das placas,
determine o peso que se deve acrescentar ao prato da balança, para que o
equilíbrio inicial mantenha-se inalterado, quando se estabelece uma ddp U entre
as placas P e Q.
GABARITO
1–c
2 – a) QU = DMg
b) 2/3
7-
 2V
2 0
8 – em sala
2
9 -  AU2
2d
3 - - 4,0  10-12 J
4 – F = 3 mg
5 – 42 V
6 – 103 V